1.5 文件操作

文件操作是一種重要的輸入/輸出方式，即從數據文件讀取數據或將結果寫入數據文件。MATLAB提供了一系列低層輸入/輸出函數，專門用于文件操作。

1.5.1 文件的打開與關閉

1.打開文件

在讀寫文件之前，必須先用fopen函數打開或創建文件，并指定對該文件進行的操作方式。fopen函數的調用格式為：

說明：fid用于存儲文件句柄，如果返回的句柄值大于0，則說明文件打開成功。文件名用字符串形式，表示待打開的數據文件。常見的打開方式如下。

● ′r′：只讀方式打開文件（默認的方式），該文件必須已存在。

● ′r+′：讀寫方式打開文件，打開后先讀后寫。該文件必須已存在。

● ′w′：打開后寫入數據。該文件已存在則更新，不存在則創建。

● ′w+′：讀寫方式打開文件。先讀后寫。該文件已存在則更新，不存在則創建。

● ′a′：在打開的文件末端添加數據。文件不存在則創建。

● ′a+′：打開文件后，先讀入數據再添加數據。文件不存在則創建。

另外，在這些字符串后添加一個t，如′rt′或′wt+′，則將該文件以文本方式打開；如果添加的是b，則以二進制格式打開，這也是fopen函數默認的打開方式。

2.關閉文件

當文件進行完讀、寫等操作后，應及時關閉文件，以免數據丟失。關閉文件用fclose函數，調用格式為：

說明：該函數關閉fid所表示的文件句柄。sta表示關閉文件操作的返回值，若關閉成功，返回0，否則返回-1，通常默認sta。如果要關閉所有已打開的文件用fclose（′all′）。

1.5.2 二進制文件的讀寫操作

1.寫二進制文件

fwrite函數按照指定的數據精度將矩陣中的元素寫入到文件中。其調用格式如下：

說明：COUNT返回所寫的數據元素個數（可缺省），fid 為文件句柄，A 用來存放寫入文件的數據，precision 代表數據精度，常用的數據精度有 char、uchar、int、long、float、double等。默認數據精度為uchar，即無符號字符格式。

【例1-18】 將一個二進制矩陣存入磁盤文件中。

2.讀二進制文件

fread函數可以讀取二進制文件的數據，并將數據存入矩陣。其調用格式為：

說明：A是用于存放讀取數據的矩陣、COUNT是返回所讀取的數據元素個數、fid 為文件句柄、size為可選項，若不選用則讀取整個文件內容；若選用 size，則可以是下列值：N（讀取N個元素到一個列矢量）、[M，N]（讀M行N列的數據到M×N的矩陣中，數據按列存放）。precision用于控制所寫數據的精度，其形式與fwrite函數相同。

【例1-19】 將上例數據文件中的前5個數據讀入到矩陣B中。

注意：矩陣在內存中是按列存放的，所以，存入文件的行矢量讀出后，變成了列矢量。在進行文件操作時，一定要小心，必要時可把矩陣轉置。

1.5.3 聲音文件的讀寫操作

1.讀聲音文件

audioread函數可以讀取擴展名為wav、wma、mp3的聲音文件，并按指定格式存入矩陣。其調用格式如下：

說明：其中Y為矩陣，用來存放讀取的聲音數據，矩陣的每一列代表一個單獨的數據通道（立體聲數據被指定為一個具有兩列的矩陣），FS 是返回的采樣頻率，FILE 為包括擴展名的聲音文件。

2.寫聲音文件

audiowrite函數可以將聲音數據按指定格式寫入到文件中（擴展名為wav、wma、mp3等）。其調用格式如下：

說明：其中Y為矩陣，代表準備寫入文件的聲音數據、FS 為采樣頻率（默認時為8000Hz）、FILENAME 為聲音文件名。

【例1-20】 搜索Windows下的聲音文件 ding.wav或使用 Windows 提供的錄音機錄制一段自己的語音（時間控制在1～3s，將文件另存在硬盤上并更名），使用 wavread函數讀入，觀察其采樣頻率和數據位數；將采樣頻率改為8000Hz和數據位數改為8位后，保存到 E 盤并播放該聲音文件。

注意：使用Windows提供的錄音機錄制的聲音文件的擴展名為 wma，采樣頻率為44100Hz。

1.5.4 圖像文件的讀寫操作

1.讀圖像文件

imread函數用于從文件中讀入圖像，圖像文件的格式可以是bmp（Windows位圖文件）、hdf（層次數據格式圖像文件）、jpg或jpeg（壓縮圖像文件）、pcx（Windows畫筆圖像文件）、tif或tiff（標簽圖像格式文件）等。其函數格式如下：

說明：A為無符號8位整數（uint8）矩陣。如果讀入文件為灰度圖像，則 A 為二維矩陣；如果讀入圖像為真彩色RGB圖像，則A為三維矩陣。

說明：map為雙精度浮點數（double），其值在0～1，表示圖像的顏色值。

2.寫圖像文件

imwrite函數用于將圖像寫入文件，圖像格式同imread函數。其函數格式如下：

說明：與imread函數相同。

說明：map表示圖像顏色格式，其他與imread函數相同。

【例1-21】 讀入文件名為cameraman.tif的圖像文件，改文件名為image、改格式為jpg后，存入D盤。

打開D盤，可以看到該圖像文件的圖標。